近年來，隨著我(wo)(wo)國(guo)經濟(ji)不斷(duan)(duan)的(de)(de)(de)發展，對能源的(de)(de)(de)需求不斷(duan)(duan)增加，油(you)氣管(guan)道(dao)運(yun)輸(shu)(shu)已成(cheng)為(wei)我(wo)(wo)國(guo)能源運(yun)輸(shu)(shu)的(de)(de)(de)主要方(fang)式。采用(yong)(yong)高強(qiang)度的(de)(de)(de)X80管(guan)線(xian)(xian)鋼(gang)[1]或更高強(qiang)度級(ji)別(bie)的(de)(de)(de)管(guan)線(xian)(xian)鋼(gang)，可(ke)以(yi)確保(bao)輸(shu)(shu)送管(guan)線(xian)(xian)建設的(de)(de)(de)經濟(ji)性(xing)、安(an)全性(xing)及可(ke)靠性(xing)，X80鋼(gang)在(zai)西氣東輸(shu)(shu)一線(xian)(xian)、二(er)線(xian)(xian)、三線(xian)(xian)上被廣泛應(ying)用(yong)(yong)[2]，目前(qian)已成(cheng)為(wei)我(wo)(wo)國(guo)油(you)氣運(yun)輸(shu)(shu)管(guan)材的(de)(de)(de)首選。焊接(jie)技術是(shi)完(wan)成(cheng)管(guan)道(dao)連(lian)接(jie)的(de)(de)(de)主要手段，長輸(shu)(shu)管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)行(xing)為(wei)較復雜(za)，特別(bie)是(shi)焊接(jie)接(jie)頭往(wang)(wang)往(wang)(wang)優先發生腐(fu)蝕(shi)破壞(huai)[3]。X80鋼(gang)除了土壤環境，在(zai)近海(hai)港岸(an)間的(de)(de)(de)油(you)氣傳輸(shu)(shu)也開(kai)始應(ying)用(yong)(yong)[4]，其焊接(jie)結構的(de)(de)(de)安(an)全性(xing)成(cheng)為(wei)人們關(guan)注的(de)(de)(de)重點，為(wei)此，開(kai)展X80鋼(gang)焊接(jie)結構海(hai)水(shui)腐(fu)蝕(shi)行(xing)為(wei)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)是(shi)必要的(de)(de)(de)。

由于(yu)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)缺陷、焊接(jie)(jie)(jie)(jie)殘(can)余應(ying)(ying)力、母材與(yu)焊縫成分不均勻(yun)等(deng)原因，在(zai)服(fu)役介質中(zhong)，焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)存在(zai)宏觀腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)池(chi)與(yu)微觀腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)池(chi)耦合的(de)(de)多相電(dian)化學反應(ying)(ying)，從而(er)引起焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)局(ju)部腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，包括應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)、點蝕(shi)、晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)、電(dian)偶(ou)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)、氫腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)、腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)疲勞等(deng)，導(dao)致焊接(jie)(jie)(jie)(jie)構件的(de)(de)失效[5,6,7,8]。在(zai)海水(shui)環境中(zhong)電(dian)偶(ou)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)是焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)局(ju)部腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)行(xing)為中(zhong)最常見的(de)(de)[9]。Shoushtari等(deng)[10]研(yan)(yan)究(jiu)發現，17-4PH不銹鋼(gang)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)在(zai)海水(shui)中(zhong)，較(jiao)母材/焊縫與(yu)母材/HAZ相比，焊縫金(jin)屬/HAZ電(dian)偶(ou)電(dian)流密度更高。范舟等(deng)[11]研(yan)(yan)究(jiu)X70管線鋼(gang)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)在(zai)3.5%NaC1溶液中(zhong)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)行(xing)為時也(ye)發現，在(zai)熱(re)影響區與(yu)母材和焊縫組成的(de)(de)偶(ou)對(dui)中(zhong)熱(re)影響區作為陽極而(er)加(jia)速腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。目前，國內(nei)外對(dui)X80焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)在(zai)海洋中(zhong)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)行(xing)為研(yan)(yan)究(jiu)較(jiao)少，對(dui)X80鋼(gang)在(zai)特定土壤環境中(zhong)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)行(xing)為研(yan)(yan)究(jiu)較(jiao)多，如庫爾勒堿性土壤[12]、濱(bin)海灘涂土壤[13]等(deng)；在(zai)海水(shui)環境中(zhong)，Zhao等(deng)[14,15]對(dui)X80鋼(gang)母材開展了(le)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)疲勞和腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋(wen)擴展及應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開裂(lie)行(xing)為的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)；這些研(yan)(yan)究(jiu)結果為X80鋼(gang)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)海水(shui)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)行(xing)為研(yan)(yan)究(jiu)提供了(le)有力的(de)(de)參考。

焊接結構是(shi)影響結構完整性(xing)的(de)(de)(de)一個重要(yao)的(de)(de)(de)部位(wei)，溫(wen)度也(ye)是(shi)影響腐蝕行為(wei)(wei)的(de)(de)(de)一個重要(yao)參數。為(wei)(wei)此，本研(yan)究在(zai)(zai)表征X80鋼(gang)焊接接頭(tou)組織(zhi)及成分分布的(de)(de)(de)基(ji)礎上，采用電化(hua)學法研(yan)究X80鋼(gang)焊接結構的(de)(de)(de)不(bu)同部位(wei)在(zai)(zai)海水環境(jing)中的(de)(de)(de)腐蝕行為(wei)(wei)及溫(wen)度變(bian)化(hua)對腐蝕行為(wei)(wei)的(de)(de)(de)影響規律，為(wei)(wei)海洋原油輸儲的(de)(de)(de)選材及防腐提供科(ke)學依據。

1 實驗方法(fa)

本實(shi)驗采用的(de)X80鋼焊(han)接(jie)結構(gou)試樣從西氣(qi)東(dong)輸二(er)號線(xian)現場截(jie)取，其(qi)焊(han)接(jie)材料與工藝見文獻[16]。將X80鋼焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)制成金相試樣，采用4%硝酸酒(jiu)精進(jin)行侵(qin)蝕，對焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)進(jin)行宏(hong)觀(guan)腐蝕觀(guan)察，采用VEGA3型掃描(miao)電鏡 （SEM） 觀(guan)察焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)金相組織，采用Bruker能譜分(fen)析 （EDS） 對接(jie)頭(tou)(tou)的(de)化學(xue)(xue)(xue)成分(fen)進(jin)行線(xian)掃描(miao)；采用化學(xue)(xue)(xue)法分(fen)析母材與焊(han)縫的(de)化學(xue)(xue)(xue)成分(fen)。

采(cai)用線(xian)切(qie)割將(jiang)焊接結構中的(de)母材、焊縫和熱影響(xiang)區分別加工成尺寸(cun)為(wei)10 mm×10 mm×10 mm的(de)電化學試樣，釬(han)焊銅導(dao)線(xian)，環(huan)氧(yang)樹脂封樣，測(ce)試面(mian)采(cai)用耐磨(mo)水砂紙從60#依次打磨(mo)至1000#，然后(hou)用去離子(zi)水、無水乙醇清洗(xi)，吹(chui)干后(hou)放(fang)在干燥器(qi)中干燥備(bei)用。

采用CHI660E電(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)工作站標準三電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)體系，對X80鋼母材(cai)、焊縫(feng)和熱影響(xiang)區(qu)分別(bie)在3.5% （質(zhi)量(liang)分數）NaCl溶液(ye)中進(jin)行電(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)測(ce)(ce)試，試樣為(wei)(wei)工作電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)，石墨(mo)為(wei)(wei)輔助(zhu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)，飽和甘汞電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji) （SCE） 作為(wei)(wei)參比電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)。開路電(dian)(dian)(dian)位測(ce)(ce)試時間為(wei)(wei)400 s，待其穩定后(hou)再(zai)進(jin)行阻抗譜和極(ji)(ji)化(hua)曲線(xian)(xian)的(de)測(ce)(ce)試。阻抗測(ce)(ce)試頻(pin)率(lv)范圍(wei)為(wei)(wei)105~10-2 Hz，激勵幅(fu)值為(wei)(wei)10 mV；極(ji)(ji)化(hua)曲線(xian)(xian)的(de)掃描電(dian)(dian)(dian)位范圍(wei)為(wei)(wei)-0.25~1.6 V，掃描速度(du)為(wei)(wei)1 mV/s，采用ZSimpWin軟件對阻抗數據(ju)進(jin)行擬合。海水溫度(du)控制為(wei)(wei)20~40 ℃。

2 結果與(yu)討論(lun)

2.1 X80鋼焊(han)接接頭的成(cheng)分(fen)分(fen)析

由于X80鋼(gang)強(qiang)度高(gao)，所以焊(han)(han)縫(feng)與母材一般采用低強(qiang)匹配而提(ti)高(gao)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)韌性。采用化學分析法對X80鋼(gang)母材與焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)化學成分進(jin)行測試，結果(guo)如表1所示。由表1可知，X80鋼(gang)母材通過C、Mn和Si進(jin)行固(gu)溶(rong)強(qiang)化，通過加(jia)(jia)入微合(he)金元素(su)Mo、Nb進(jin)行細(xi)晶強(qiang)化；通過加(jia)(jia)入Ni、Cr和Cu提(ti)高(gao)合(he)金的(de)(de)耐蝕性；而采用低碳(tan)的(de)(de)焊(han)(han)材進(jin)行填充(chong)后，焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)碳(tan)含(han)量(liang)顯(xian)著(zhu)降低，同時Ni、Cr、Al等耐蝕元素(su)含(han)量(liang)明顯(xian)增多(duo)，細(xi)晶強(qiang)化的(de)(de)Nb和Mo含(han)量(liang)減少。

表1   X80鋼(gang)母材與焊縫的(de)化學成分

圖(tu)(tu)1為X80鋼焊(han)接(jie)接(jie)頭從母材到焊(han)縫C、Mn、Si和Al EDS線掃描圖(tu)(tu)。由圖(tu)(tu)可見：在焊(han)縫與母材交界的位(wei)置，C、Mn含量下(xia)降，Si含量變化(hua)不明顯，Al含量增加，與化(hua)學分析結果基本一致。

圖(tu)1   焊接接頭各元素EDS線掃(sao)描結(jie)果

2.2 X80鋼焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的組織分析

采用(yong)金相顯(xian)微鏡對(dui)焊(han)接結構從母材(cai)到焊(han)縫(feng)處的(de)(de)(de)組(zu)(zu)織(zhi)進行觀察，組(zu)(zu)織(zhi)照片如圖(tu)(tu)2所示。圖(tu)(tu)2a~f依次為(wei)(wei)X80鋼(gang)的(de)(de)(de)母材(cai)-再(zai)結晶(jing)(jing)區(qu)-不完全(quan)(quan)淬(cui)火區(qu)-完全(quan)(quan)淬(cui)火區(qu) （細晶(jing)(jing)區(qu)和(he)粗(cu)(cu)(cu)晶(jing)(jing)區(qu)）-焊(han)縫(feng)。圖(tu)(tu)2a為(wei)(wei)X80鋼(gang)的(de)(de)(de)母材(cai)，其組(zu)(zu)織(zhi)由細小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)多(duo)邊形鐵素體(ti)和(he)貝(bei)氏體(ti)組(zu)(zu)成(cheng)，還包含少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)M/A組(zu)(zu)元，組(zu)(zu)織(zhi)呈帶(dai)狀(zhuang)分布(bu)；圖(tu)(tu)2b所示帶(dai)狀(zhuang)母材(cai)已經轉變(bian)為(wei)(wei)無畸變(bian)的(de)(de)(de)再(zai)結晶(jing)(jing)區(qu)，再(zai)結晶(jing)(jing)區(qu)組(zu)(zu)織(zhi)由細小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)鐵素體(ti)和(he)貝(bei)氏體(ti)組(zu)(zu)成(cheng)；圖(tu)(tu)2c為(wei)(wei)熱影(ying)響(xiang)區(qu)（HAZ） 的(de)(de)(de)不完全(quan)(quan)淬(cui)火區(qu)，由部(bu)分粗(cu)(cu)(cu)大的(de)(de)(de)白色鐵素體(ti)和(he)細小(xiao)(xiao)鐵素體(ti)及貝(bei)氏體(ti)組(zu)(zu)成(cheng)；圖(tu)(tu)2d為(wei)(wei)熱影(ying)響(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)完全(quan)(quan)淬(cui)火區(qu)的(de)(de)(de)細晶(jing)(jing)區(qu)，由細小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)粒(li)狀(zhuang)貝(bei)氏體(ti)和(he)細晶(jing)(jing)鐵素體(ti)組(zu)(zu)成(cheng)；圖(tu)(tu)2e為(wei)(wei)完全(quan)(quan)淬(cui)火區(qu)的(de)(de)(de)細晶(jing)(jing)區(qu)向粗(cu)(cu)(cu)晶(jing)(jing)區(qu)過渡區(qu)域，貝(bei)氏體(ti)明顯(xian)長大；圖(tu)(tu)2f為(wei)(wei)焊(han)縫(feng)區(qu)，其組(zu)(zu)織(zhi)以(yi)粗(cu)(cu)(cu)大的(de)(de)(de)針(zhen)葉狀(zhuang)下貝(bei)氏體(ti)為(wei)(wei)主，在(zai)貝(bei)氏體(ti)針(zhen)葉間分布(bu)少(shao)量(liang)顆(ke)粒(li)狀(zhuang)和(he)片狀(zhuang)碳化物。可見，X80鋼(gang)焊(han)接結構從母材(cai)到焊(han)縫(feng)其組(zu)(zu)織(zhi)分布(bu)及晶(jing)(jing)粒(li)大小(xiao)(xiao)是(shi)極不均(jun)勻(yun)的(de)(de)(de)。

圖2   焊接接頭(tou)從母材(cai)到焊縫(feng)的組織照片

2.3 X80鋼焊接結構腐蝕行為研究

2.3.1 X80鋼焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭宏觀腐蝕觀察

對整個焊接接頭試樣采用(yong)3.5%NaCl溶液(ye)進行浸泡(pao)，觀(guan)(guan)察宏觀(guan)(guan)腐蝕(shi)過程(cheng)。觀(guan)(guan)察發現：經過2 h后(hou)焊接接頭不(bu)同部位發生腐蝕(shi)的程(cheng)度并不(bu)相同，母材和熱(re)影響(xiang)區先(xian)于焊縫(feng)發生明(ming)顯腐蝕(shi)，表面失(shi)去金屬光澤而變暗，附著有黃褐色腐蝕(shi)產物，其中熱(re)影響(xiang)區銹層更深(shen)，輪(lun)廓更清晰，勾勒(le)出復合坡口形式；焊縫(feng)處(chu)腐蝕(shi)較(jiao)輕微，表面附著一薄層淡黃色腐蝕(shi)產物。

2.3.2 X80鋼(gang)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的腐蝕電(dian)化學(xue)行為(wei)

圖(tu)3為X80鋼焊接接頭不同位(wei)置在3.5%NaCl溶液(ye)中的電化(hua)學(xue)動電位(wei)極化(hua)曲(qu)線，計算的電化(hua)學(xue)參數如表2所示。

圖(tu)3   X80鋼焊接接頭(tou)不同位(wei)置(zhi)的極化曲線 （20 ℃）

表2   X80鋼(gang)焊接接頭(tou)不同位置的Icorr和Ecorr

由(you)圖3和表(biao)2可知，X80鋼焊(han)接接頭各位置在3.5%NaCl溶液中沒有出現(xian)鈍化現(xian)象，比較而言，20 ℃時(shi)焊(han)縫(feng)的(de)(de)自(zi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)位最(zui)正，焊(han)接熱(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)自(zi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)位最(zui)負，即從腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)熱(re)(re)力學看，熱(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)傾(qing)向最(zui)大，而焊(han)縫(feng)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)傾(qing)向較小(xiao)；焊(han)縫(feng)的(de)(de)自(zi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)流(liu)(liu)密度較小(xiao)，焊(han)接熱(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)自(zi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)流(liu)(liu)密度較大，約是焊(han)縫(feng)的(de)(de)3倍，即從腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)動力學來(lai)看，焊(han)接熱(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速度最(zui)大。

圖4為(wei)(wei)X80鋼(gang)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭不(bu)同位置在(zai)20 ℃、3.5%NaCl溶液中(zhong)的(de)電(dian)化學阻(zu)抗(kang)(kang)譜Nyquist圖，由圖可見(jian)，各(ge)位置試樣的(de)阻(zu)抗(kang)(kang)譜線(xian)均為(wei)(wei)雙(shuang)容抗(kang)(kang)弧，呈(cheng)現出2個時間常數(shu)(shu)，即低頻區大容抗(kang)(kang)弧和(he)高(gao)頻區小(xiao)容抗(kang)(kang)弧，沒(mei)有出現Warburg阻(zu)抗(kang)(kang)。采用ZSimpWin軟件的(de)Rs（QdlRt（QpRp）） 等(deng)效電(dian)路對阻(zu)抗(kang)(kang)譜測(ce)試數(shu)(shu)據進(jin)行數(shu)(shu)值擬(ni)合，其中(zhong)Rs為(wei)(wei)溶液電(dian)阻(zu)，Rt為(wei)(wei)電(dian)荷轉(zhuan)移電(dian)阻(zu)，Qdl為(wei)(wei)雙(shuang)電(dian)層電(dian)容，Rp、Qp為(wei)(wei)腐蝕(shi)產物(wu)膜電(dian)阻(zu)和(he)電(dian)容，n為(wei)(wei)彌散指(zhi)數(shu)(shu)，n值越接(jie)(jie)近(jin)(jin)1，電(dian)容越接(jie)(jie)近(jin)(jin)平板電(dian)容，擬(ni)合結果如表3所示。

圖4   X80鋼焊接接頭(tou)不同位置的電化學阻抗(kang)譜 （20 ℃）

表3   由圖5擬合得到的電化(hua)學(xue)參(can)數

由圖4和表(biao)3可知：20 ℃時X80鋼焊接(jie)接(jie)頭3個不同位置中母(mu)材電荷轉(zhuan)移電阻(zu)(zu)Rt最小(xiao)為(wei)1248 Ω·cm；焊縫Rt最大為(wei)2605 Ω·cm，因(yin)此(ci)在相同條件下(xia)發生腐(fu)蝕時，母(mu)材先于焊縫發生腐(fu)蝕，母(mu)材表(biao)面(mian)快速失去金(jin)屬(shu)光澤而變暗，該結(jie)果與焊接(jie)接(jie)頭宏觀浸泡現象相一致(zhi)；對比形成的(de)產物(wu)(wu)膜電阻(zu)(zu)，焊接(jie)熱(re)影響區(qu)形成的(de)腐(fu)蝕產物(wu)(wu)膜電阻(zu)(zu)Rp較小(xiao)為(wei)5.875 Ω·cm，焊縫形成的(de)腐(fu)蝕產物(wu)(wu)膜電阻(zu)(zu)較大為(wei)8.484 Ω·cm，母(mu)材的(de)介于兩者(zhe)之(zhi)間，由此(ci)分析(xi)說明(ming)焊縫處腐(fu)蝕產物(wu)(wu)附著(zhu)性與致(zhi)密程度優于母(mu)材和熱(re)影響區(qu)，對腐(fu)蝕起到阻(zu)(zu)礙作用。

2.3.3 溫度(du)對X80鋼(gang)焊接接頭腐蝕電化學的影響

圖5和(he)(he)6分別為(wei)40 ℃時焊(han)接接頭(tou)不同位(wei)置的極(ji)化曲線和(he)(he)阻抗(kang)譜圖，擬合(he)后(hou)的電化學(xue)參數(shu)如表4和(he)(he)5所示。對比圖3和(he)(he)圖5可見，溫度(du)升高，焊(han)接接頭(tou)各(ge)位(wei)置試樣(yang)的極(ji)化曲線均發生少(shao)量負移，溫度(du)升高到40 ℃時，焊(han)縫與母材腐(fu)(fu)蝕(shi)熱力學(xue)傾(qing)向相近，但(dan)母材的腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)較(jiao)大，約是焊(han)縫的2倍；熱影響區的腐(fu)(fu)蝕(shi)傾(qing)向和(he)(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)依然(ran)最大。

圖5   焊接(jie)接(jie)頭不(bu)同(tong)位置(zhi)的極化曲線 （40 ℃）

表(biao)4   X80鋼焊接接頭不同位置的Icorr和Ecorr （40 ℃）

圖(tu)6   焊(han)接接頭不(bu)同位置的阻抗譜圖(tu) （40 ℃）

對比阻(zu)(zu)(zu)抗譜的(de)圖表可見，隨著實驗(yan)溫度升高(gao)，焊接接頭各位置(zhi)試樣(yang)的(de)電荷(he)轉移電阻(zu)(zu)(zu)Rt均顯(xian)著降低，其中母材(cai)Rt最(zui)小，熱影響(xiang)區Rt與母材(cai)相近，焊縫Rt最(zui)大；母材(cai)與熱影響(xiang)區腐蝕產(chan)物(wu)(wu)膜電阻(zu)(zu)(zu)Rp降低，說明溫度升高(gao)后其一次(ci)腐蝕產(chan)物(wu)(wu)Fe2+在(zai)金(jin)屬表面脫附速度較快(kuai)，腐蝕產(chan)物(wu)(wu)在(zai)基材(cai)的(de)附著性變差，升高(gao)溫度增大了(le)陽極去極化效果加速腐蝕過(guo)程。

表5   由(you)圖(tu)6擬合(he)得到的(de)電(dian)化學參數

溫度升高時，焊(han)縫的(de)Rt降低而Rp由8.484 Ω·cm增大為(wei)9.656 Ω·cm，即溫度升高能促進焊(han)縫的(de)腐蝕，且腐蝕產物(wu)的(de)附(fu)著性與(yu)致(zhi)密程度優(you)于母材和熱(re)影響區，對(dui)腐蝕起到阻礙作用。

2.4 討論(lun)

X80鋼焊(han)接(jie)接(jie)頭各位置在模擬海水介質中(zhong)(zhong)的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)行(xing)為存在較大差異，其中(zhong)(zhong)焊(han)接(jie)熱(re)影響區的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)傾(qing)向最(zui)大，易(yi)于發生腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)；焊(han)縫(feng)較母材(cai)具(ju)有更(geng)好的耐(nai)蝕(shi)性和低的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速率；溫(wen)度升高時(shi)，增大了金(jin)屬表面(mian)物質擴(kuo)散及放電過程，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)傾(qing)向和腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速度均增大，但焊(han)縫(feng)處因生成的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物致密(mi)且附著性優于母材(cai)與熱(re)影響區，所以表現出更(geng)好的耐(nai)蝕(shi)性。

X80鋼(gang)焊(han)縫(feng)在海水介(jie)質中(zhong)具(ju)有較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕行為(wei)與(yu)其(qi)組(zu)織結構密(mi)切相關。首先從化(hua)學成(cheng)分來看，X80鋼(gang)母材(cai)通過C、Mn和Si固溶(rong)強(qiang)化(hua)和Mo、Nb元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)細晶強(qiang)化(hua)提(ti)高合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)韌(ren)性(xing)，通過少量(liang)(liang)(liang)(liang)Ni、Cr和Cu較(jiao)普通碳(tan)鋼(gang)提(ti)高了耐蝕性(xing)；而(er)采用低(di)(di)(di)碳(tan)焊(han)材(cai)填充的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)縫(feng)，碳(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)顯(xian)著(zhu)降低(di)(di)(di)，同時Ni、Cr和Al等(deng)耐蝕元(yuan)(yuan)素(su)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)明顯(xian)增(zeng)多(duo)，細晶強(qiang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)Nb和Mo含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)減(jian)少。由(you)化(hua)學成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)(de)差異造(zao)成(cheng)了X80鋼(gang)母材(cai)與(yu)焊(han)縫(feng)組(zu)織及晶粒尺(chi)寸的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)著(zhu)不同：X80鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)母材(cai)由(you)細小的(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)邊形鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)和貝氏體(ti)(ti)組(zu)成(cheng)，還(huan)包含(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)少量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)M/A組(zu)元(yuan)(yuan)；而(er)焊(han)縫(feng)組(zu)織因低(di)(di)(di)C導致(zhi)貝氏體(ti)(ti)中(zhong)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)特征明顯(xian)，碳(tan)化(hua)物含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)明顯(xian)減(jian)少；減(jian)少Mo，Nb導致(zhi)焊(han)縫(feng)組(zu)織較(jiao)母材(cai)粗大，晶界數(shu)量(liang)(liang)(liang)(liang)明顯(xian)減(jian)少，又因Ni、Cr、Al耐蝕元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)多(duo)，因而(er)表現出較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕性(xing)。

X80鋼焊(han)接結構中介于母材和(he)焊(han)縫間(jian)的熱影響(xiang)區與熔合區，其(qi)區域(yu)狹小(xiao)且組織(zhi)分布極不均勻，特別是熱影響(xiang)區的粗晶區和(he)熔合區組織(zhi)復雜(za)、晶粒粗大、缺陷與雜(za)質聚集，具(ju)有高的活化能(neng)，導致其(qi)具(ju)有較大的腐蝕傾(qing)向。

3 結論

（1） X80鋼焊(han)接結(jie)構在海水(shui)介質中焊(han)接熱(re)影響區的(de)腐蝕(shi)傾向(xiang)最大，易于發生腐蝕(shi)；焊(han)縫較母材具有(you)更好的(de)耐(nai)蝕(shi)性和低的(de)腐蝕(shi)速率。

（2） 溫度升高(gao)加速物質(zhi)擴散及(ji)放電過(guo)程，因陽(yang)極(ji)去極(ji)化(hua)而加速腐(fu)蝕，但焊縫處因生成的(de)腐(fu)蝕產物致密且附著性(xing)優(you)于母材與熱影響(xiang)區，表現(xian)出(chu)更好的(de)耐蝕性(xing)。

（3） 焊縫因低C、Mo、Nb等元(yuan)素導致組織較母材粗大，晶界(jie)數量明顯(xian)減少，又(you)因Ni、Cr、Al耐(nai)蝕元(yuan)素的(de)增多(duo)，因而表現出較好的(de)耐(nai)蝕性。

（4） 熱(re)影響(xiang)區的粗晶區和熔合區組織復雜、晶粒粗大、缺陷與雜質聚集，具(ju)有高的活化能，導致其具(ju)有較大的腐蝕傾向。